一种测力与支撑结构

摘要

本发明属于人体力学设计技术领域，具体涉及一种测力与支撑结构，用于测量人体足底前后脚掌受力变化情况并支撑配套设备。与现有技术相比较，本发明将足底受力转换为气管内气压的变化，通过采集气体压力达到测力的效果，结构简单可靠，并充分考虑到了踝关节以上配套设备的支撑和负荷冲击缓冲，实用性强。人体运动时，足底压力迫使测压气管受压变形，其内部气压发生变化，气体压力传感器将压力信号转换为电信号，监控系统可根据此信号判断足底压力的变化情况；踝关节的结构保证其具有较高的承载力，并考虑到了运动时对力的缓冲。

主权项

一种测力与支撑结构，其特征在于，所述测力与支撑结构包括：穿戴部分及踝关节支撑部分；所述穿戴部分包括：由上至下依次设置的鞋套(1)、脚跟缓冲橡胶垫(2)、脚掌缓冲橡胶垫(3)、传感罩(4)、测压管鞋垫(5)、脚跟压力测量气管(6)、脚掌压力测量气管(7)、聚亚安脂定形垫(8)、气管定形垫(9)、金属支撑板(10)、底垫(11)；踝关节支撑部分包括：由下至上依次设置的支撑体橡胶垫(12)、测压传感组件(13)、踝关节支撑体(14)、踝关节固定头(15)、踝关节缓冲器下垫片(16)、踝关节缓冲器(17)、踝关节缓冲器上垫片(18)、球头固定环(19)、球头(20)、球头臼(21)、小腿连接器(22)；在所述穿戴部分中，所述传感罩(4)为一向下方开口的罩体，顶部承载鞋套(1)以及置于鞋套(1)前后的脚跟缓冲橡胶垫(2)、脚掌缓冲橡胶垫(3)；所述鞋套(1)、传感罩(4)、测压管鞋垫(5)均设有连接用的通孔，通过螺钉连接为一体；所述测压管鞋垫(5)下方设置压力测量气管组件；所述压力测量气管组件包括：脚跟压力测量气管(6)、脚掌压力测量气管(7)、聚亚安脂定形垫(8)、气管定形垫(9)、金属支撑板(10)；足底力测量区域分为前后两个区域，分别采用脚跟压力测量气管(6)和脚掌压力测量气管(7)进行测量，脚跟压力测量气管(6)和脚掌压力测量气管(7)各自的一端堵死，另一端连接至踝关节支撑部分的测压传感组件(13)；所述脚跟压力测量气管(6)和脚掌压力测量气管(7)通过聚亚安脂定形垫(8)、气管定形垫(9)定形固定于金属支撑板(10)上部；所述金属支撑板(10)下方设置用于缓冲的底垫(11)；所述底垫(11)侧面连接有用于对踝关节支撑部分起缓冲作用的支撑体橡胶垫(12)；所述金属支撑板(10)的形状及尺寸设置为覆盖所述底垫(11)及支撑体橡胶垫(12)上表面；金属支撑板(10)边缘设有小孔，用于与传感罩(4)缝线固定；传感罩(4)与金属支撑板(10)共同构成半封闭结构，用于保护与定位内部的测压管鞋垫(5)、脚跟压力测量气管(6)、.脚掌压力测量气管(7)、聚亚安脂定形垫(8)、气管定形垫(9)；金属支撑板(10)位于支撑体橡胶垫(12)上方的部分处设有通孔，用于与踝关节支撑体(14)连接；所述踝关节支撑体(14)置于支撑体橡胶垫(12)上部，其内部中空，所述测压传感组件(13)通过螺栓联接固置于其间；所述踝关节支撑体(14)顶部设有与踝关节固定头(15)配合的凹槽和通孔，踝关节固定头(15)置于凹槽中，通过螺栓穿入通孔使踝关节固定头(15)与踝关节支撑体(14)连接；球头(20)通过螺纹配合安装在踝关节固定头(15)的顶端；球头臼(21)通过螺栓固定于球头固定环(19)上部，球头臼(21)和球头固定环(19)连接状态下形成内部空腔，内部空腔与球头(20)配合构成踝关节，实现球头臼(21)和球头固定环(19)的连接结构自由转动；踝关节支撑体(14)上端面与球头固定环(19)下端面之间设置踝关节缓冲组件，所述踝关节缓冲组件包括：踝关节缓冲器下垫片(16)、踝关节缓冲器(17)、踝关节缓冲器上垫片(18)，用于在踝关节转动时进行缓冲和强制踝关节回位；所述踝关节缓冲器下垫片(16)、踝关节缓冲器(17)、踝关节缓冲器上垫片(18)各自的轴线与踝关节固定头(15)轴线重合，踝关节缓冲器上垫片(18)上端面与球头固定环(19)下端面配合，踝关节缓冲器下垫片(16)下端面与脚踝支撑体(14)上端面配合，踝关节缓冲器(17)安装在踝关节缓冲器上垫片(18)和踝关节缓冲器下垫片(16)之间；球头臼(21)上端与小腿连接器(22)通过四方锥结构进行联接。